Memorie ROM

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare

Memoria ROM (read-only memory) este un tip de memorie care în mod normal nu poate fi doar citită, spre deosebire de RAM, care poate fi atât citită, cât și scrisă. Memoria ROM este o clasă de suporturi de stocare utilizate în computere și alte dispozitive electronice. Datele stocate în ROM nu pot fi modificate sau pot fi modificate numai lent ori cu dificultate. De aceea, memoria ROM este folosită în principal pentru a distribui firmware (softul strâns legat de hardul specific și puțin probabilă să aibă nevoie frecvent de update).

Utilizare[modificare | modificare sursă]

Memoria ROM este folosită la anumite funcții în calculatoare din două motive principale:

  1. permanența: valorile stocate în ROM sunt totdeauna acolo, indiferent dacă este pornită sau nu. Memoria ROM poate fi scoasă din calculator și stocată pentru o perioadă nedeterminată de timp și înlocuită, datele conținute continuând să fie acolo. Din acest motiv se mai numește și memorie nonvolatilă.
  2. securitatea: faptul că memoria ROM nu poate fi modificată ușor reprezintă un grad de securitate în privința modificărilor accidentale sau rău intenționate ale conținutului. Astfel, nu este posibilă virusarea prin intermediul memoriei ROM. (Tehnic, este posibilă cu EPROM, dar aceasta încă nu s-a întâmplat.)

Memoria ROM este utilizată în principal pentru stocarea programelor de sistem care stau la dispoziție în orice moment. Unul dintre ele este BIOS, stocat pe o memorie ROM, numită system BIOS ROM. Stocarea fiind pe memoria ROM, programul este disponibil odată cu pornirea calculatorului pentru a introduce setările. Întrucât scopul memoriei ROM este să nu fie modificată, apar situații în care este nevoie de schimarea conținutului acesteia.

Clasificare[modificare | modificare sursă]

  • PROM (Programable Read Only Memory) este similară cu memoria ROM, dar poate fi programată de utilizator, cu ajutorul unui echipament special. Ceea ce este foarte util pentru companiile care își fac propriul ROM.
  • EPROM (Erasable PROM) poate fi ștearsă prin expunere la radiații ultraviolete și poate fi rescrisă. Microcontrollerele cu EPROM au un orificiu cu un mic geam de cuarț care permite ca cipul să fie expus la radiație ultravioletă. Nu este posibilă alegerea unei părți pentru a fi ștearsă. Memoria poate fi ștearsă și rescrisă de un număr finit de ori.
  • OTPROM (One Time Programable ROM) este o memorie EPROM, dar cu cipul dispus într-o capsulă din material plastic, fără orificiu, care este mult mai ieftină. Viteza este bună, dar aplicațiile sunt lipsite de flexibilitate.
  • EEPROM (Electrically Erasable PROM) poate fi ștearsă electric de unitatea centrală cu ajutorul unui anumit soft, în timpul funcționării. Este cel mai flexibil tip de memorie.
  • memorie Flash este asemănătoare cu EPROM și EEPROM, dar nu necesită orificiu de ștergere.

Securitatea memoriei[modificare | modificare sursă]

Orice locație din ROM poate fi citită în orice ordine, având acces aleator, dar nu se poate scrie. Pentru tipurile de ROM modificabile electric viteza de scriere este mereu mult mai lentă decât viteza de citire și ar putea necesita tensiune înaltă, iar scrierea se face lent. Modern NAND Flash atinge cea mai mare viteză de scriere dintre toate memoriile ROM reinscriptibile, până la 15 MB&s (70 ns/bit), permițând blocuri mari de celule de memorie pentru a fi scrise simultan. Întrucât acestea sunt scrise prin forțarea electronilor printr-un strat de izolare electrică pe o poartă tranzistor plutitoare, memoriile ROM reinscripționabile pot rezista doar un număr limitat de cicluri de scriere și ștergere înainte ca izolația să fie permanet deteriorată. În primele memorii EAROM aceasta putea să apară după mai puțint o mie de cicluri de scriere. Memoria moderna Flash EEPROM numărul poate depăși un milion. Această rezistență limitată, precum și costul mai ridicat înseamnă că spațiile de stocare Flash este puțin probabil să înlocuiască complet în viitorul apropiat diskdrive-urile magnetice.

Securitatea constă într-un circuit folosit pentru a inhiba copierea nepermisă a datelor read-only. Ea servește pentru a anula datele citite din memoria read-only, cu excepția cazului în care o adresă de memorie folosită pentru a specifica datele de ieșire întâlnește o adresă prestabilită. Astfel, circuitul de securitate poate dezactiva toate semnalele adresă sau unul dintre semnalele adresă atunci când o adresă prestabilită este accesată într-o operațiune nepermisă de copiere a datelor.

Sistemul de securitate este utilizat pentru locații de memorie programabilă read-only la o scară foarte largă (VLSI). Într-o primă fază este stocat primul bit. Primul bit de securitate a datelor are valoarea primă dată când primul bit de securitate de memorie este neprogramat, și are valoarea a doua când primul bit de securitate este programat. Într-o a doua locație a memoriei este stocat al doilea bit de securitate de memorie. Al doilea bit de securitate a datelor are valoarea primă dată când al doilea bit de securitate a memoriei este neprogramat, și a doua valoare când al doilea bit de securitate a memoriei este programat. Un select logic este cuplat la prima locație de memorie de securitate biți și al doilea bit de securitate locație de memorie. Accesul logic previne orice dispozitiv în afara circuitului VLSI să aibă acces direct la spațiile programabile de memorie read-only în cazul în care logica de selecție nu selectează niciun bit de securitate a datelor.

Instrumente de programare a memoriilor ROM[modificare | modificare sursă]

Istoric[modificare | modificare sursă]

La început, cele mai multe memorii ROM erau fabricate având valorile 0 și 1 integrate în pastilă. Pastila reprezintă, de fapt, cipul din siliciu. Acestea se numesc memorii ROM cu mască, deoarece datele sunt inscripționate în masca cu care este realizată pastila ROM prin procedeul fotolitografic. Această metodă de fabricare este economică dacă se fabrică sute sau mii de cipuri ROM cu exact aceleași informații. Dacă însă trebuie sa se modifice un singur bit, trebuie să se refacă masca, ceea ce este o operațiune costisitoare. Datorită costurilor și lipsei de flexibilitate, în prezent aceste memorii ROM cu mască nu se mai folosesc.

Programarea PROM[modificare | modificare sursă]

Un PROM gol poate fi programat prin scriere. În mod normal, pentru aceasta, este necesar un aparat special numit programator de dispozitive, programator de memorii ROM sau arzător de memorii ROM.

Fiecare bit 1 binar poate fi considerat ca o siguranță fuzibilă intactă. Cele mai multe cipuri funcționează la 5 V, dar atunci când programăm un PROM, aplicăm o tensiune mai mare (de obicei 12 V) pe diferite adrese din cadrul cipului. Această tensiune mai ridicată topește (arde) fuzibilele din locațiile pe care le alegem, transformând orice 1 într-un 0. Deși putem transforma un 1 într-un 0, procesul este ireversibil (deci nu putem reface un 1 dintr-un 0). Dispozitivul de programare analizează programul care urmează să fie scris în cip și apoi schimbă selectiv biții 1 în 0 numai acolo unde este necesar. Din acest motiv, adeseori, cipurile ROM sunt numite și OTP (One Time Programmable - programabile o singură dată). Ele pot fi programate o singură dată și nu pot fi șterse niciodată. Operațiunea de programare a unui PROM durează de la câteva secunde la câteva minute, în funcție de mărimea cipului și de algoritmul utilizat de către dispozitivul de programare.

Programarea EPROM[modificare | modificare sursă]

EPROM-urile sunt identice cu PROM-urile din punct de vedere funcțional și fizic, cu excepția ferestrei din cuarț de deasupra pastilei. Scopul ferestrei este acela de a permite luminii ultraviolete să ajungă la pastila cipului, deoarece EPROM-ul poate fi șters prin expunere la o lumină ultravioletă intensă.

Lumina ultravioletă șterge cipul prin provocarea unei reacții chimice care reface fuzibilele prin topire. Astfel, toate 0-urile binare din cip devin l, iar cipul este readus în starea inițială de fabricație, cu biți l în toate locațiile.

Programarea EEPROM[modificare | modificare sursă]

Memoriile EEPROM pot fi șterse și reprogramate chiar în placa cu circuite în care sunt instalate, fară a necesita un echipament special. Folosind un EEPROM se poate șterge și reprograma memoria ROM a plăcii de bază într-un calculator fără scoaterea cipului din sistem sau chiar fără deschiderea carcasei.

Cipul EEPROM (sau Flash ROM) poate fi identificat prin lipsa ferestrei de pe cip. Modernizarea memorie ROM de tip EEPROM poate fi făcută cu ușurință, fără a fi nevoie să schimbăm cipurile. În majoritatea cazurilor, programul ROM actualizat poate fi descărcat de pe site-ul Web al producătorului plăcii de bază, după care este necesară rularea unui program furnizat în mod special pentru actualizarea memoriei ROM.

Bibliografie[modificare | modificare sursă]